BIM技术在岩土工程勘察的应用

发表时间:2021/3/11   来源:《中国建设信息化》2020年22期   作者:万 亮
[导读] BIM技术的代表是典型的三维协同设计,可以有效缩短工期,降低施工成本
        万 亮
        陕西启秦建设工程有限公司 陕西西安 710000
        摘要:BIM技术的代表是典型的三维协同设计,可以有效缩短工期,降低施工成本,在很大程度上显著提高管理效率,提升工程质量,降低施工风险。因此,BIM技术对工程建设起到了重要的推动作用,至今已成为整个建筑行业的标杆。BIM技术的广        泛应用积极推动了建筑业的发展,加快了建筑领域生产方式的变革。关键词:BIM技术;岩土工程;地质模型:应用
1BIM概念和特征分析
1.1BIM概念的研究
        BIM是建筑信息建模的简称,其含义是通过建立数字模型来辅助建筑的施工设计,从而促进建筑工程更高效、更优质的发展。BIM技术作为一种多维模型信息集成技术,首先利用计算机中的各种建筑设计制图软件进行建筑设计,可以在设计图纸中表达        建筑的物理特征和某些特定功能。后期不是简单的整合数字信息,而是进一步应用数字信息,可以用于设计、施工、管理的数字化方法。因此,BIM技术带来的好处非常明显,其主要特点是可视化、协调性、模拟性、优化性、绘图性等。通过三维模型        展示整个建筑的效果图,最大限度的还原建筑的真实性,即在项目交流中通过三维模型可以直观的展现在大家面前;碰撞试验也可以在设计优化过程中进行,发现问题,解决问题;还可以合理安排施工过程的工序,协调不同专业之间的节点,控制进度        周期;这些都可以通过BIM技术来解决,使工程施工方案不断优化和完善,最终获得更加科学合理的结果。
1.2BIM的特点
1.2.1BIM技术的BIM可见性
BIM技术的可见性是一个非常重要的特性。早期设计用纸,每个构件的信息都是通过在图纸上画线来表达的,真正的结构形式需要建设者自己去想象。近年来,建筑行业不断引入复杂建模。为        了更直观,已经实现了线状构件形成三维物理图形,展现在人们面前。但这类渲染大多是分包给专业渲染团队根据设计信息进行制作,而不是通过构件信息自动生成,缺乏相同构件之间的交互性和反馈。更重要的是,项目设计、施工和运营过程中的沟通、讨论和决策都是在可视化的状态下进行的,可以保证整个项目的设计、施工和后期运营等各个环节都能满足管理和控制的要        求。
1.2.2BIM技术的BIM协调
BIM技术的协调,顾名思义就是解决各种问题的协调工作,也是工程建设行业的重点内容。过去,为了解决项目实施过程中的问题,往往会组织各方人员召开协调会,进行整理,寻找解决方案,然后进行变更,采取相应的补救措施。事实上,在设计中,这        种情况可以通过BIM的协同服务来避免。在建筑施工前期,协调各专业的碰撞问题,生成并提供协调的数据,避免各专业之间沟通不充分或空间使用不合理,从而从整体上给出更科学合理        的解决方案,最大限度地提高设计和施工方案的准确性,避免这样或那样的问题,保证项目的顺利开展。
1.2.3BIM技术的BIM优化
BIM技术的特点是优化。事实上,设计、施工和运营的整个过程都是一个不断优化的过程。当然,优化和BIM并没有本质的联系。优化主要受三个因素制约:信息、复杂度、时间。未来可引入经济指标,将项目设计与投资回报分析结合起来,实时量化设计变更对投资回报的影响。现代建筑的复杂程度大多超过了参与者的能力极限。对于特殊设计或者异形设计来说,这些内容似乎在整        个建筑中所占的比例很小,但投资和工作量的比例往往比前者大得多。BIM及其支持的优化工具为优化和控制此类复杂项目提供了可能,并能加快工期和提高成本。
1.2.4BIM技术的BIM仿真
模拟不是对建筑模型的轻模拟,还可以模拟现实世界中无法进行的操作,如节能效果、火灾疏散、风荷载计算等。利用4D模拟可        以有效指导施工方案,合理安排施工顺序,升级到5D模拟,实现项目运营成本的成本控制,为项目业主和运营方提供良好的决策支持。


1.2.5BIMBIM技术的绘图能力
BIM技术具有绘图的特点,不仅可以发布设计所需的建筑设计图纸和构件加工图纸,还可以在可视化显示、协调、模拟和优化建        筑后输出相关的检验报告,如综合管线图、综合结构留洞图、碰撞检验报告和建议的改进方案等。,协助业主顺利实施项目计划。
1.2.6BIMBIM技术的可持续性
与传统的三维建模技术相比,BIM技术已经应用于工程项目领域的整个生命周期,从最初的传统设计图纸、施工实施、业主管理的独立环节,到现在的相互关联与合作。就一个项目而言,它不仅包含了建筑的设计信息,还可以从设计到竣工、使用,甚至使用周期的结束进行整合;在初步设计中,应将图元作为数字化建        筑构件的所有信息保存下来,在施工队伍有序完成后,由业主单位组织验收,新的信息不断补充和完善工程的几何信息和拓扑关系。甚至可以在BIM建模设计的基础上叠加运营单位的管理,大大方便了现代建筑的管理和数据的保存。
2BIM技术在岩土工程勘察问题中的应用
2.1数据输入
        对于岩土工程勘察,有成熟的商业软件辅助数据处理、分析和评价,并绘制地图。目前常用的数据输出格式主要有Word文档文件、Excel表格文件和Cad图形文件,而三维地质建模软件的数据输入方式主要依靠Excel表格文件或基于Cad软件的批处理文件输入。在数据输入和输出中,他们通常使用通用的数据格式,但数据结构往往不同,因此需要对数据结构进行转换以实现数据交        换,这极大地影响了数据输入的效率。
2.2三维地质建模
与三维建筑建模相比,三维地质建模以地质体和地质信息为基础,对地质体的认识是通过各种调查方法和勘探方法获得的各种地质信息的总结,即综合地质信息。三维地质建模的总体思路是将空间发展的概念从点扩展到线、面、体。其模型反映了岩土层的客观自然分布。然而,在实际中,环境中地层的空间分布往往是不规则的,大量的岩土层剪切和透镜体分布给三维建模带来了很大的困难。它不仅需要钻孔数据、地质边界等原始数据,还需要        科学的空间插值。虽然市场上已经有3D建模软件可以处理岩土层剪切和透镜体建模问题,
33BIM技术在岩土工程中的应用
3.1岩土工程勘察阶段的具体应用
建立三维地质模型的方法有很多,其中最方便的有两种:
首先是根据原始测量的点数据源,如观测点姿态、岩性和构造信        息、钻孔和探坑分层信息、测试和原位测试结果等,直接对具有建筑楼层功能的地层进行建模。以李政三维地质软件为例,在生成模型时,需要依次导入钻孔数据、地形数据、剖面数据等原始数据,然后在此基础上开始建模。由于三维模型建模中布尔运算的要求,输入的剖面连接方式不同于岩土工程师传统的连接方式,剖面数据需要根据布尔运算的要求进行修改,因此工作程        序相对繁琐,效率低下。
第二种方法是利用二维线性结果和完整的体建模来构造地质层。该方法基于水平、垂直和水平地质剖面。首先通过三维投影转换二维平面与剖面的地质边界,三维匹配地质属性,利用其他辅助剖面完成地质层的建立。
建模建立后,可以通过任意切割来划分三维地质模型,并显示相        应的地质剖面。另外,三维地质模型生成后,每个图元都附有详细的属性信息。在应用中,通过对地质剖面的分析,可以充分了解基坑支护结构的地质条件和基础底部相应的标高,进而根据实际地质条件优化设计出最合理的施工方案。
3.2岩土工程施工阶段的具体应用
在岩土工程施工过程中,可以利用BIM技术对施工进行动态模拟,以确保项目相关负责人能够及时准确地掌握施工进度和整个项目施工过程中的一些问题。此外,可以分配资源,最大限度地保证项目的安全性和稳定性。同时,BIM技术可以模拟复杂钢筋的        布置,是指导复杂钢筋混凝土结构节点的关键。在施工过程中,也可以利用BIM技术对施工现场进行管理。
4结束语
综上所述,BIM技术可以最大化不同平台之间的相互联系,从而        为岩土工程勘察奠定坚实的技术基础,进一步提高工作效率。虽然我国的测量技术不断优化和发展,但仍存在许多问题,需要投入更多的精力和物力进行人才培养,提高员工的专业技术水平和综合能力,不断优化硬件设施和软件系统。我们可以发现发展中的不足并及时解决,以更快的速度和更高的质量促进我国勘查行业的发展。
参考文献
[1]刘续,刘志浩,雷志娟.BIM在岩土工程中应用探索——以武汉亚洲医院基坑工程为例[J].岩土工程技术,2016,02:85-88.
[2]Revit中文网.土建应用-建筑BIM技术在地质的研究应用
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